2.1 Требования культуры к факторам окружающей среды

Отношение донника к свету. Донник - светолюбивое растение. В первый год жизни он плохо растёт под густым высокорослым травостоем покровных культур и уходит в зиму со слабо развитой корневой системой. Лучше растёт при беспокровном посеве. Длительность периода вегетации у донника белого колеблется от 80 до 135 дней. По этому показателю различные экотипы делятся на четыре группы: ранние, среднепоздние, поздние и очень поздние. Ранние формы донника распространены в северных районах нашей страны (Архангельск, Вологда, Санкт-Петербург), среднепоздние формы - в степных районах, а очень поздние в странах Средиземноморья. У донника жёлтого наиболее ранне- спелые формы встречаются в горах Кавказа (вегетационный период 85…90 дней) а самые позднеспелые - в долинах Азербайджана (вегетационный период 130…140 дней).

Отношение донника к температуре воздуха. Донник - зимостойкая культура. В степных и лесостепных районах растения на уровне корневой шейки до 5-7 см от поверхности почвы переносят зимой при снеговом покрове до 20 см морозы в 30-40?C. Зимостойкость донника в значительной степени (кроме свойств вида и сорта) зависит от глубины расположения корневой шейки (если она находится близко к поверхности почвы, зимостойкость растения снижается) и наличия хорошо сформировавшихся на первом году жизни стеблевых почек. Отличной зимостойкостью отличаются местные сорта, районированные в Западной Сибири. Во время испытаний в СибНИИСХозе, при посеве в залесённых местах с достаточным снеговым покровом инорайонные сорта чувствуют себя хорошо и дают высокие урожаи. Однако в суровые малоснежные зимы гости вымерзают на 60-100%, в то время как сибирские сорта чувствуют себя превосходно и практически не снижают урожаи. Донник жёлтый более устойчив и пластичен по отношению к климатическим условиям.

Отношение донника к влаге. Существует такая коррелятивная связь: чем выше зимостойкость того или иного сорта донник, тем выше и его засухоустойчивость. Поэтому сорта донника степного происхождения более засухоустойчивы и зимостойки, чем сорта или формы, например из северных регионов. По отношению к влаге донник - пластичная культура. Он даёт высокие урожаи (до 250-300 ц/га зелёной массы) в хозяйствах северной лесостепи и в годы, когда выпадает много (до 450-500 мм) осадков, и в то же время превосходно выдерживает засуху, благодаря хорошо развитой и глубоко проникающей корневой системе. Но в разные фазы развития донник обладает разной чувствительностью к засухе. Например, при недостатке влаги в фазу цветения наблюдается сбрасывание листьев и усыхание кистей. Засухоустойчивы в Сибири Раннеспелые сорта донника, успевающие сформировать хороший травостой до наступления июньской засухи, а также позднеспелые, которые по окончании июньской засухи восстанавливают своё развитие. Засухоустойчивость донника в большой степени связана с интенсивностью развития корневой системы. Доказано, что наиболее засухоустойчивые виды. Формы и сорта донника те, которые обладают мощной корневой системой. Такой корень максимально использует влагу из всех слоёв почвы и подпочвы. Но несмотря на высокую засухоустойчивость, урожай донника сильно колеблется в зависимости от увлажнения почв.

Отношение донника к почве. Донник произрастает на чернозёмах, солонцах, слабоподзолистых и карбонатных почвах. Однако все виды донника, кроме зубчатого, не выносят заболоченных почв с неглубоким залеганием грунтовых вод. Как правило, он выпадает по пятнам злостных поверхностных солонцов, сильно вымокает на пятнах солодей и по западинам с длительным (более 15 дней) затоплением весенними водами. Плохо выносит кислые почвы, но хорошо отзывается на наличие в почвах углекислого кальция и глауберовой соли, которые всегда находятся в солонцах.

Отношение донника к элементам минерального питания. Донник лучше других сельскохозяйственных растений добывает питательные вещества из труднорастворимых почвенных соединений и накапливает при помощи бактерий большое количество азота из воздуха. Поэтому он хорошо развивается на малоплодородных почвах. Но для формирования огромной надземной и подземной массы донник нуждается в тех же питательных веществах, что и другие растения, хотя усваивает эти вещества в другом количестве. Донник поглощает и выносит из почвы в 3-5 раз больше кальция, в 2-3 раза больше калия, в 1,5-3,0 раза больше фосфора, в 3-5 раз больше азота, чем злаковые. Он особенно отзывчив на калийные удобрения, вносимые одновременно с фосфорными. В Омской области на участке, удобренном калийными удобрениями, было получено за 2 года 45ц/га сена донника, а фосфорно-калийными - 49 ц/га при 41 ц/га без удобрений. Азот под донник надо вносить только на участках, где бобовые многолетние травы давно или совсем не высевались, или в годы с продолжительной холодной весной и в небольших дозах. Почвы, хорошо заправленные удобрениями под предыдущую культуру, удобрять не следует. В выпаханные, бросовые солончаки и песчаные почвы надо вносить фосфорно-калийные удобрения. Нитрагинизация семян перед посевом в суровых сибирских условиях обязательна, особенно на почвах, где донник раньше не высевался. От этого агроприёма урожай нередко увеличивается на 30-50%.

2.2 Фазы роста и развития культуры, этап органогенеза и их связь с элементами продуктивности

Донник - культура двулетняя. В первый год жизни к 20 -25 августа он даёт высокий урожай кормовой массы, в некоторые годы зацветает, но не созревает даже при ранних сроках сева. На второй год отрастает рано, растёт быстро, к 20 - 25 июня развивает наибольший урожай кормовой массы, зацветает, и в конце августа созревают семена.

Жизненный цикл донника, как и других бобовых трав делится на шесть основных фенологических фаз: весеннее отрастание, ветвление, бутонизация, цветение, созревание семян, отмирание побегов.

Весеннее отрастание. Семена донника - бобы яйцевидной формы, у донника жёлтого - поперечно-морщинистые. Семена жёлтого или жёлто-зелёного цвета. Масса 1000 семян 1,5 г. Семена сохраняют всхожесть очень продолжительный срок - до 6-15 лет. Это объясняется тем, что они содержат большое количество- до 87% - твёрдых семян с непроницаемой для воды и воздуха оболочкой. Семена донника прорастают при температуре +4?C - +7?C. Массовые всходы при нормальной влагозарядке и оптимальной глубине заделки семян в почву (2-3 см) появляются на 5-6 день, в холодную, хотя и влажную весну - только на 15-17-й день. Они переносят заморозки -5, -6?C. Учитывая эту его особенность, донник можно высевать весной в самые ранние сроки, так как для набухания и прорастания его семян требуется довольно много влаги. Само семя состоит из оболочки и заключённого в ней зародыша с двумя семядолями, в которых отложен запас питательных веществ (белков, жира и т.д.), необходимых для прорастания зародыша. Когда внутрь семени проникает вода, семядоли впитывают её, разбухают, увеличиваются в объёме, отчего оболочка семени лопается, и семядоли освобождаются от неё. В месте соединения семядолей имеются зачаточный корешок и почечка из зачаточных листочков, между которыми расположена почка будущего растения. Из зачаточного корешка зародыша при прорастании семени развивается и углубляется в почву корень, а из почки растёт стебель. Из почки зародыша вырастает лишь один побег (стебель). Другие появляются из почек, расположенных на корневой шейке. После появления всходов донник в отличие от других бобовых трав розетки не образует, а даёт один стебель, который растет медленно и в течение 30-35 дней достигает высоты 5-10 см. Зато в это время у него интенсивно развивается и укрепляется корневая система. Корень у него стержневой, с развитыми боковыми ответвлениями, проникает глубоко в почву. В июле и августе донник растёт быстрее, достигает высоты 70-200 см, ветвится мало. В 20 числах августа донник скашивают на кормовую массу. Главный корень, достигший длины 80-120 см и толщины 2-6 см, с образовавшимися на корневой шейке почками перезимовывают. Весной на второй год жизни донник отрастает рано и растёт очень быстро. Стебли и ветви обильно покрыты листочками. У жёлтого донника листочки нижних и средних листьев обратнояйцевидной, округлой или ланцетной формы, 1,0-4,0 см длины. Верхние листья более узкие, продолговато-ланцетные, на концах притуплённые, по краям редкозубчатые (8-15 зубцов с каждой стороны), реже цельнокрайние. Прилистники нижних листьев ланцетные, верхних шиловидные. Вегетативное возобновление многолетних бобовых трав в значительной мере зависит от устойчивости и жизнедеятельности корневой шейки и расположенных на ней почек. Если бы корневая шейка находилась всегда над поверхностью почвы, она повреждалась бы животными, птицами, насекомыми, могла замёрзнуть или засохнуть. Но у многолетних бобовых трав выработалась способность по мере роста и развития побегов втягивать корневую шейку (на 3-6 см) в почву путём постепенного скручивания и сжатия тканей корня. От корневой шейки, в зависимости от способа посева отрастает до 16 плодоносящих стеблей. Высота травостоя: 1 июня - 50-65 см, 10 июня - до 80 см, к 20 июня - 120-180 см.

Ветвление растения начинается тогда, когда закладываются ветви первого и второго порядка. Донник первого года жизни - растение с одним стеблем. Донник второго года жизни - кустовое растение, его побеги развиваются под острым углом и образуют рыхлый куст. Стебли длинные, ветвистые, как правило окрашены антоцианом, прямостоячие или приподнимающиеся. Донник имеет верхнюю точку роста и развивается за счёт верхушки побегов. Стебель побега состоит из узлов, несущих листья и ветви, и участков между ними - междоузлий. В пазухах каждого листа (между листом и стеблем) находится спящая почка. При нормальной жизни стебля, она, особенно на нижней его части, так и остаётся до созревания семян в состоянии покоя. При скашивании стебля на какую-то высоту в ранние фазы развития запасные почки при достаточном освещении разрастаются в большие ветки. Причём важно отметить, что чем выше подкашивается травостой (на 15-20см), тем скорее отрастают ветки и запасные почки верхних узлов.

Бутонизация - это процесс формирования бутонов, свидетельствующий о конце вегетативного и начале генеративного периода развития растения. Цветки донника формируются 5-8 дней. Они собраны в длинные кисти и цветут в разное время.

Цветение. Полное цветение двулетних донников наступает во второй год жизни. Но в отдельные годы в травостое донника первого года жизни (при беспокровном весеннем посеве) к концу вегетации наблюдается единичное цветение растений. Соцветие - многоцветковая кисть (30-120 цветков), длинная (8-15 см), реже короткая (4-8 см), веретеновидной и удлинённо-цилиндрической формы. Цветки мотыльковые, мелкие, жёлтые, с различными оттенками; парус равен длине крыльев - 4-6 мм. Чашечка с 5 зубцами (2,0-3,5 мм), цветоножка короткая (1,0-2,5 мм). Цвести донник начинает 15-25 июня. Первыми на кисти зацветают нижние цветки ,а на растении нижние кисти. Последними цветут верхние цветки. Цветок не опадает около 7 дней. В целом куст донника цветёт 18-30 дней, а селекционные сорта - 16-18 дней. Количество распустившихся цветков максимально в полуденные часы, к вечеру раскрытие прекращается. Чем суше и теплее погода во время цветения, тем короче период цветения каждой кисти. При достаточном количестве осадков и пониженных температурах цветение донника растягивается. Период цветения донника первого укоса почти в 2 раза длиннее цветения растений второго укоса.

Созревание семян. Донник - типичное перекрёстно-опыляющееся растение. Опыляется он обычно с помощью насекомых (шмелей, диких и культурных пчёл), но склонен и к активному самоопылению. В среднем самоопыление у разных видов донника составляет: у белого - 56-80%, у жёлтого - 38-50%, у зубчатого - 10-15%. Лучшему самооплодотворению белого донника способствует строение цветка. У цветка белого донника рыльце пестика находится почти на одном уровне или незначительно выше пыльцевых мешочков, а у цветка жёлтого донника оно значительно (до 1-1,5 мм) выше пыльцевых мешочков. Но жёлтый донник охотнее посещают пчёлы и шмели, так как он больше выделяет душистого нектара. В зависимости от характера цветения и семена донника также созревают неравномерно .Фаза их созревания длится около 25-35 дней. Семена, заключённые в бобики, сидят на очень тонких цветоносах и на кисти держаться слабо, поэтому при созревании от малейшего колебания быстро и сильно осыпаются. Оболочки боба плотные, нераскрывающиеся.

Отмирание побегов. С наступлением устойчивых заморозков в конце первого года вегетации надземная часть растения погибает, остаются лишь корни с двумя -тремя почками на корневой шейке. Это будущие главные побеги. На это заканчивается развитие донника в первый год жизни. В естественных условиях отмерзшие стебли задерживают снег, защищая донник от вымерзания. На культурных посевах человек использует надземную массу донника первого года жизни на корм. Донник второго года жизни также может использоваться на корм, а может использоваться для получения семян. Стебли донника после обмолота могут быть заскирдованы и зимой использоваться на корм овцам, либо в измельчённом виде их можно силосовать вместе с кукурузой. В естественных условиях донник второго года жизни, осыпает плоды и с наступлением заморозков надземная часть растения отмирает. Заканчивается жизненный цикл растения.

По фенологическим фазам можно отметить лишь появление тех или иных органов и нельзя составить полной картины их становления. Очень важно знать морфогенез растений, который совершается последовательно идущими этапами. У бобовых, как и у других растений, принято различать 12 этапов органогенеза. При их выделении и характеристике принимаются во внимание не только внешние морфологические признаки органов, но и внутренние процессы, включая наряду с формированием собственно эмбриональных структур и конечные звенья индивидуального развития материнского растения - образование гамет и процесс оплодотворения.

Проследим внешние и внутренние процессы органогенеза донника.

Первая фенологическая фаза - весеннее отрастание, соответствует I и II этапам органогенеза. I этап это рост почечки корешка в основном за счёт питательных веществ семядолей. На этом этапе формируются следующие элементы продуктивности растений: полевая всхожесть, густота растений. II этап это образование новых листьев на конусе нарастание верхушечной почки главного побега. Рост междоузлий стебля, закладка боковых почек в пазухах листьев. На этом этапе идёт формирование числа листьев и междоузлий. На втором году жизни идёт отрастание стеблей от корневой шейки и формирование куста.

Вторая фенологическая фаза - ветвление, соответствует III, IV, V, VI, VII этапам органогенеза. III этап это образование боковых конусов нарастания, осей второго порядка. IV этап это образование зачаточных соцветий. V этап это формирование органов цветка. VI этап это микро- и мегаспорогенез. VII этап это формирование мужского и женского гаметофитов. На данной фенологической фазе идёт формирование следующих элементов продуктивности растений: числа цветков и соцветий.

Третья фенологическая фаза - бутонизация, соответствует VIII этапу органогенеза. VIII этап это видимая бутонизация. На данной фенологической фазе идёт формирование следующих элементов продуктивности растений: число бутонов, цветков.

Четвёртая фенологическая фаза - цветение, соответствует IX, X этапам органогенеза. IX этап это цветение. X этап это рост створок боба, формирование органов зародыша семени. На данной фенологической фазе идёт формирование следующих элементов продуктивности растений: число плодов.

Пятая фенологическая фаза - созревание семян, соответствует XI этапу органогенеза. XI этап - вещества из околоплодника перетекают в семена, созревание семян. Простые вещества семян превращаются в сложные, запасные. На данной фенологической фазе идёт формирование следующих элементов продуктивности растений: масса 1000 семян.

Шестая фенологическая фаза - отмирание побегов, XII этап - надземная часть растения отмирает, в почве остаётся подземная корневая часть, богатая азотом.

В зависимости от назначения сорта требования в отношении продолжительности этапов органогенеза должны быть разными. Для кормовых целей лучше подойдут сорта с длительным вторым этапом, и третьим этапом, обусловливающим нарастание вегетативной массы. При выращивании на семена очень важно подобрать сорта с короткими этапами формирования и созревания плодов.

Продолжительность органогенеза в основном определяется наследственными особенностями сорта, но большое влияние оказывают на неё эколого-географические и метеорологические условия года. Изменение продолжительности отдельных этапов органогенеза ведёт к изменению продолжительности всего вегетационного периода. Продолжительность вегетации увеличивается в годы с пониженными температурами и при повышенном увлажнении. Значительное влияние на длину вегетационного периода оказывают местоположение поля, где возделывается культура, и наличие питательных веществ в почве. В холодных районах имеет значение и склон поля: южный или северный. Заметно влияют удобрения, способы сева, нормы высева. Всё это надо учитывать для создания наиболее благоприятных условий прохождения этапов органогенеза. Феноспектор культуры представлен ниже:

рисунок №1

1 - отрастание

2 - бутонизация

3 - уборка

2.3 Основные сорта, выращиваемые в зоне, их хозяйственно-биологическая характеристика. Выбор сорта, его полное описание

СибНИИСХоз - это комплексное научное учреждение. Основная его задача - научное обеспечение аграрного комплекса в Западной Сибири. В нём были созданы следующие сорта донника:

Донник белый «Омь» Авторы: Абубекеров Б.А., Сагалбеков У.М., Момонов А.Х., Шнайдер В.Э., Козлова Г.Я.

Сорт среднеспелый, вегетационный период от отрастания до первого укоса - 50-80 дней, до созревания семян - 97-106 дней. Характеризуется высокой зимостойкостью и засухоустойчивостью. Отличается повышенным содержание белка в кормовой массе (15,5-21%). Средняя урожайность за годы испытания в СибНИИСХ (1987-1990 гг.) составила по зелёной массе - 21,4 т/га, сухому веществу - 4,8 т/га, семян - 6,0 ц/га. Это выше сорта Медет, соответственно, на 25,1%; 17,0%; и 17,6%. Рекомендуется для возделывания в лесостепной и степной зонах.

Донник белый «Омь 2» Авторы: Абубекеров Б.А., Момонов А.Х., Поползухин П.В.

Сорт среднеспелый, вегетационный период от отрастания до созревания семян - 96-107 дней. Отрастание весной и после укосов среднее. Слабо повреждается вредителями. Стебли прямостоячие, высокие, до 208 см, ветвистость хорошая, кустистость и облиствённость средняя. Семена средних размеров, масса 1000 семян - 1,9-2,5 грамма. Урожайность зелёной массы - 308-372 ц/га, сухой массы - 64-97, семян - 3,0-8,9 ц/га, содержание белка 14,1-23,0%. Рекомендован для полевого и лугового травосеяния, в специализированных и кормовых севооборотах на богаре и орошении, в лесостепной и степной зонах Западной Сибири.

Донник жёлтый «Омский скороспелый» Авторы: Сагалбеков У.М., Абубекеров Б.А., Дмитриев В.И., Иванов И.А., Шнайдер В.Э., Козлова Г.Я., Степанов А.Ф.

Сорт скороспелый, укосная спелость наступает на 10-14 и 17-21 день раньше, чем у сортов Сибирский и Медет. Устойчивый к мучнистой росе. Отличается повышенной кустистостью, семена крупные, масса 1000 семян - 3,7-4,0 грамма. Урожайность зелёной массы достигает 500 ц/га, сена - 96, семян - 5,9 ц/га. Содержание белка - 17,8-20,8%. Районирован в Омской, Амурской, Курганской, Челябинской областях.

Донник жёлтый «Сибирский 2» Авторы: Сагалбеков У.М., Абубекеров Б.А., Момонов А.Х.

Сорт среднеспелый, зимостойкий и засухоустойчивый. По устойчивости к мучнистой росе находится в одной группе со стандартом. Слабо повреждается вредителями. Характеризуется высокой урожайностью зелёной и сухой массы. За годы испытания (1996-1999 гг.) в СибНИИСХ она составила в среднем 15,4 т/га и 4,11 т/га, соответственно, что на 1,1 ц/га и 0,32 ц/га больше, чем у стандарта - сорта «Омский скороспелый». Средняя урожайность семян - 9,01 ц/га, что на 1,47 ц/га больше по сравнению со стандартом. Содержание белка в кормовой массе - 19,6% а.с.в. Рекомендуется для возделывания в лесостепной и степной зонах.

донник посев рост культура